为了解决能源短缺的问题,中国大力发展清洁能源,分布式电源和储能技术得到了蓬勃发展,直流输配电成为研究的热点,直流固态变压器是直流电网的核心装置,因此对直流固态变压器的研究具有非常重要的理论意义和应用价值。三相双有源桥式变换器具有电气隔离,能量双向流动,单机功率大,功率密度高,滤波电容小等优点,在直流固态变压器领域得到广泛的应用。本文以三相双有源桥式变换器为研究对象,从理论推导,仿真分析,实验验证等方面对其进行研究。本文首先总结了直流固态变压器的国内外研究现状,对比分析了几种典型的直流固态变压器拓扑结构的优缺点,然后选取基于Y-Y连接的两电平三相双有源桥式变换器拓扑进行研究,分析其基本工作原理,并得到在移相控制下三相DAB变换器的功率、电流等传输特性。然后对三相DAB变换器的软开关行为进行分析,得到理想情况下三相双有源桥式变换器实现软开关行为的范围。然后分析了空间状态平均法对三相DAB变换器进行小信号建模,推导出其输出电压与输入电压和移相角之间的传递函数。然后利用MATALAB/simulink搭建三相DAB的仿真模型,对其控制方式进行开/闭环的仿真分析验证,仿真结果与理论分析吻合。最后对三相DAB变换器的输出能力进行研究,分析了死区对其传输功率的影响,得出三相DAB变换器传输功率,输出电压、电流的能力。再对15kW三相双有源桥式变换器工程化样机搭建过程进行了详细介绍,分为功率电路,驱动电路,控制电路,采样调理电路四部分。在功率电路设计中,从回流功率、电流应力、电流有效值这些影响因素出发,提出了辅助电感的设计依据和设计方法。最后对三相双有源桥式变换器样机进行实验验证,首先对三相DAB变换器带无源负载进行实验验证,并提出了三相DAB变换器占空比缓启的方法,减少了启动过程的冲击电流,使得变换器平稳启动。再通过带有源负载,对三相DAB变换器双向功率传输的能力进行了实验验证。最后对本文提出的辅助电感参数设计方法进行了实验验证,得到不同辅助电感下样机的效率曲线。